式中: ????—隧道深浅埋的分界高度； ???—等效荷载高度;
判断：设隧道埋深为H=15m（坑顶至路面的距离，m） H 1、隧道的埋深H大于h??而小于H?? 图6.1 浅埋隧道围岩压力的计算简图 表6.2各级围岩的θ和??0值 围岩级别 θ ??0 Ⅰ 0.9??0 >78° Ⅱ 0.9??0 70°~80° Ⅲ 0.9??0 60°~70° Ⅳ Ⅴ Ⅵ （0.7~0.9）??0 （0.5~0.7）??0 （0.3~0.5）??0 50°~60° 40°~50° 30°~40° 根据表6.2所示，Ⅴ级围岩取值为??0=43°，θ=23° tanβ=tan????+ (??????2????+1)?????????? ??????????????????? （6-6） =2.8159 =tan43°+ λ = ???????? 1+???????? ???????? = ??????243°+1 ×??????43° ??????43°???????23° ??????????? ??????????????????? +?????????? ???????? （6-7） 2.8159???????43°2.8159× 1+2.8159×(??????43°???????23°)+??????43° ×??????23°=0.4685 至此，极限最大阻力T值可求得。得T值后，代入(6-8)可求得作用在HG面上的总垂直力??浅=???2??????????=??????2??????????（6-8） 由于GC、HD与EF、EG相比较小，而且衬砌与土的摩擦角也不同，前面分析时按?计，当中间土块下滑时，由于HF及EG面传递，考虑压力稍大些对设计的结构也偏于安全，因此，摩阻力不及隧道部分而只计洞顶部分，即在计算时用H代替h: W=????????（6-9） Q浅=???????2????????=????(?????????????????)（6-10） =20×20× 14.62?20×0.4685tan23° =4257.0684 KPa 换算为作用在支护结构上的均布荷载为; ??浅= ??浅???? = 4257.064814.62 =291.223 ????/?? （6-11） 作用在支护结构两侧的水平侧压力为; ??1=??????=20×20×0.4685=187.4????/??（6-12） ??2=γ?λ=20×27.61×0.4685=258.7057????/??（6-13） 侧压力视为均布压力时： e=2 ??1+??2 =2× 187.4+258.7057 =223.05285(KN/m)（6-14） 1 1 图6.2 浅埋隧道支护结构上的荷载 6.2衬砌结构计算 6.2.1基本设计参数 ①围岩参数 围岩等级：Ⅴ级围岩容重：??20kg/m3 弹性抗力系数：k?180MPa/m变形模量：E?1.5GPa ② 衬砌材料参数 衬砌材料：C30钢筋混凝土材料容重：?h?23.5kg/m3 弹性模量：Eh?3.00?107kPa衬砌拱墙厚度：d?0.50m 6.2.2衬砌几何尺寸 内轮廓线半径：r?6.41m 内径r所画圆曲线的重点截面与竖直轴的夹角??107?53'55\?107.898889? 采用等截面衬砌，拱顶截面厚度d0?0.45m，拱顶截面厚度dn?0.5m 拱轴线半径：r'?r?d02?6.41?0.45?6.635m 2拱轴线圆弧段中心角：????107.898889? 6.2.3半拱轴线长度 由上可知半拱轴线长度 107.898889?S?πr??3.14?6.635?12.494939m（6-15） ??180180?'1将半拱轴等分为8段，每段的长度为： ?S?S8?12.542?1.561867m（6-16） 86.2.4各分块接缝（截面）中心几何要素 ① 与竖直轴夹角?i 180?1.561867180??1????????13.487361?（6-17） rπ6.635π?S?2?3?4?5????2??3??4??5??????26.974722?40.462083?53.949444?67.436806? ?6?6???80.924167??7?7???94.411528? ?8?8???8?13.487? ?????107.8986?，角度闭合差??0。 注：因墙底面水平，计算衬砌 内力时用?8?90? ② 接缝中心点坐标计算图6.3衬砌结构图 xi?r'sin?iyi（6-18） ?r'(1?cos?i)衬砌计算结构图如图6.3所示 6.3计算位移 6.3.1单位位移 衬砌几何要素、拱部各截面与垂直轴之间的夹角和截面中心垂直坐标汇总于表 表6.3单位位移计算表 截面 0 1 2 3 4 5 6 7 8 截面 0 1 2 3 4 5 6 ?(?) 0 13.487361 26.974722 40.462083 53.949444 67.436806 80.924167 94.411528 90 sin? 0 0.233 0.454 0.649 0.808 0.923 0.987 0.997 1 cos? 1 0.972 0.891 0.761 0.589 0.384 0.158 -0.077 0 x(m) 0 1.545 3.012 4.306 5.361 6.124 6.549 6.615 6.635 y(m) 0 0.185 0.723 1.586 2.727 4.087 5.587 7.149 6.635 d(m) 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 积分系数 1 4 2 4 2 4 2 I 0.0104 0.0104 0.0104 0.0104 0.0104 0.0104 0.0104 1/I 96 96 96 96 96 96 96 y/I 0 17.760 69.408 152.256 261.792 392.352 536.352 y2/I 0 3.286 50.182 (1?y)2/I 99.286 146.182 337.478 241.478 809.907 713.907 1699.543 1603.543 3092.599 2996.599 5002.387